Методический подход к оценке рисков возможного недобора урожая при реализации агротехнологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методический подход к оценке рисков возможного недобора урожая при реализации агротехнологий

В.В. Якушев, В.В. Воропаев, В.С. Ломакин

Аннотация

недобор урожай риск агротехнология

Исследованы методы оценки рисков в процессе принятия решений по управлению агротехнологиями с целью разработки методического подхода к оценке рисков возможного недобора урожая при отклонениях от проектных параметров в процессе реализации. В исследовании использованы методики анализа информации из предметной области управления рисками. Составлен реестр возможных отклонений проектных значений параметров процессов при реализации агротехнологий. Разработан новый подход к оценке рисков возможного недобора урожая в ходе реализации агротехнологии с отклонениями параметров процессов от проектных значений. Использование предлагаемого подхода обеспечит автоматизированное ранжирование вариантов принимаемых решений по степени риска возможного недобора урожая при отклонении от проектных значений параметров реализуемых технологических процессов, что будет способствовать переходу к интеллектуальному управлению растениеводством.

Ключевые слова: риск, недобор урожая, управление, ранжирование вариантов решений, автоматизация управления растениеводством

Abstract

Methodical approach to assessing risks of possible yield losses during implementation of agricultural technologies

Vyacheslav V. Yakushev, Valeriy V. Voropayev, Vladimir S. Lomakin

The methods of risk assessment and decision-making in the management of agrotechnology were studied in order to develop a methodical approach to assessing the risks of possible yield losses in case of deviations from the project parameters in the implementation of agrotechnology. The study uses methods of analyzing information from the subject area of risk management in the management of agricultural technology. A registry of possible deviations in the design values of process parameters in the implementation of agricultural technologies has been compiled. A new approach has been developed to assess the risks of possible yield losses in the implementation of agrotechnology with deviations in process parameters from project values. Using the proposed approach will provide an automated ranking of options for decisions on the degree of risk of possible crop failure in case of deviations from the designed values, which will facilitate the transition to intelligent management of crop production.

Keywords: risk, yield losses, management, ranking of options, automated crop management

Введение

Лица, принимающие решения (далее ЛПР) при управлении агротехнологиями, несут личную ответственность за своевременный и безопасный выпуск заданного количества продукции растениеводства. Для них процесс управления производством продукции растениеводства (далее управление агротехнологиями) состоит из серии многоходовых задач, в которых необходимо в режиме реального времени просчитать множество возможных вариантов решений по одним исходным данным и выбрать единственный вариант для реализации, соответствующий прогнозу развития условий производства при минимальном риске потерь урожая. Реализуя процесс управления агротехнологиями ЛПР делает два вида прогнозов для подконтрольной территории: прогноз развития природных условий, которые влияют на урожай независимо от его решений и действий; прогноз развития растений как управляемый продукционный процесс, в котором ЛПР через свои решения формирует заданный урожай. Принимая управленческие решения, ЛПР учитывает вероятность риска недобора урожая как от погодных условий, так и от действий субъектов-исполнителей, по тем или иным причинам допускающим реализацию агротехнологии с отклонениями параметров процессов от проектных (заданных) значений [1]. Методы оценки вероятности риска недобора урожая из-за неблагоприятных природных условий разработаны, в т.ч. с учетом статистики метеонаблюдений по регионам. На этой основе рассчитывают страховые компенсирующие мероприятия по возмещению убытков от неблагоприятных природных явлений [2, 3].

Методические подходы к оценке вероятности рисков недобора урожая из-за ошибок в решениях ЛПР или действий исполнителей исследованы недостаточно и находятся в стадии изучения. На практике для снижения рисков потерь урожая принято в конце каждого производственного цикла анализировать результаты действий исполнителей с целью выявления субъективных ошибок и принятия мер для их исключения в последующих циклах [4, 5]. Таким образом ЛПР и субъекты-исполнители накапливают личный опыт управления агротехнологией в ручном режиме. Однако, машинные агротехнологии, постоянно совершенствуясь на основе научных достижений, достигли такой степени сложности и интенсивности, что у ЛПР и исполнителей решений возникает острая нехватка времени для обработки информации, ведущей к увеличению числа ошибок. Риск недобора урожая из-за событий-ошибок перерастает в проблему, требующую решения Новиков В. Сто ошибок агронома // Сайт agrobook. Режим доступа: https://agrobook.ru/blog/tags/stooshibok-agronoma Дата обращения: 18.07.2019. [6--8]. Для снижения вероятности риска ошибок управления ученые рекомендуют передавать отдельные функции ЛПР роботам, что в итоге должно обеспечить постепенный переход к управлению агротехнологиями на основе принципов интеллектуального (точного) земледелия. Этот процесс идет через разработку и внедрение систем поддержки решений (далее СППР) на основе цифровых моделей агротехнологий [9] и автоматизированных рабочих мест (далее АРМ) для ЛПР Точное сельское хозяйство / Д. Шпаар, В.А. Захаренко, В.П. Якушев, Н.В. Арефьев, Х. Ауернхаммер,

Р Брунш, П. Вагнер, Г Вартенберг, К.О. Венкель, А. Вернер, Д. Войтюк, Р. Герхардс, К. Даммер, Б. Домен, С. Каленская, О. Кауфманн, А. Клочков, С. Кохан, П. Ляйтхольд, А. Лысов // под общей ред. Д. Шпаара, А.В. Захаренко, В.П. Якушева. Санкт-Петербург-Пушкин, 2009. 397 с. [5, 10].

Одной из задач таких СППР является автоматизированный расчет вариантов управленческих решений по одним исходным данным. При этом человек выполняет выбор пригодного для реализации варианта и его подготовку для ввода в систему управления робота. Кроме того, появляется возможность опережающей разработки компенсирующих мероприятий в соответствии с выявленными рисками потери урожая. Наша рабочая гипотеза заключается в том, что если разработать и применить в СППР методику автоматизированного ранжирования вариантов управленческих решений по степени риска возможного недобора урожая при их реализации, то уменьшится влияние человеческого фактора на процесс выбора и появится возможность опережающей разработки компенсирующих мероприятий в соответствии с выявленными рисками потерь.

Цель исследования--разработка методического подхода к автоматизированному ранжированию вариантов управленческих решений, рассчитываемых в СППР по одним исходным данным и предлагаемых ЛПР для выбора.

Реализацию цели мы рассматриваем как первый шаг к разработке новой методики оценки рисков недобора урожая из-за субъективных ошибок при управлении агротехнологиями.

Использование новой методики на этапе перехода от машинной технологии к «умному земледелию» будет способствовать формированию активной позиции ЛПР при оценке деятельности своей команды в составе сельскохозяйственного предприятия.

Материалы и методы исследования

Объектами исследований являются типы научно-обоснованных методов оценки рисков и процесс принятия решений ЛПР при управлении агротехнологиями.

Задачи исследований:

— проанализировать основные научно обоснованные методы оценки рисков и выбрать соответствующий задачам исследований;

— исследовать процесс принятия решений ЛПР по управлению агротехнологией, как источник риска, сформулировать темы типичных решений, установить возможные ошибки (рискованные ситуации), оценить их влияние на количественные показатели урожая;

— разработать описание методического подхода к оценке рисков недобора урожая из-за ошибочных решений и действий субъектов, участвующих в управлении агротехнологией;

— оценить возможность применения разработанного методического подхода в СППР для ЛПР и исполнителей, участвующих в управлении агротехнологией.

Применены методики сбора и анализа информации предметной области и синтеза научной продукции на основе материалов исследований.

Результаты исследования и обсуждение

Анализ основных типов методов оценки рисков. Оценка рисков--это определение индивидуальной значимости каждого установленного и исследуемого риска. Методы оценки рисков подразделяются на три группы^{3, 4} [11--12]. Ротарь М. Десять золотых правил работы с рисками на проекте // Ganttpro. 07.08.2020. Режим доступа: https://blog.ganttpro.com/ru/pravila-raboty-s-riskami-na-proekte/ Картвешвили В.М., Свиридова О.А. Риск-менеджмент. Методы оценки риска. М.: ФГБОУ ВО «РЭУ им. ГВ. Плеханова», 2017. 120 с.

Количественные методы основаны на анализе и расчете вероятности неблагоприятного события, влекущего ущерб. Количественная мера риска определяется из закона распределения ущерба. Разнообразие мер риска порождает проблему выбора меры, адекватной целям и задачам управления в конкретных условиях. Наиболее часто используются такие меры риска как математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение, VaR, полудисперсия. Этот список можно продолжить [13]. Количественные методы дают оценку риска в цифровой форме, что позволяет их эффективно применять при автоматизированном ранжировании в СППР. В данной работе ранжированию подвергаются управленческие решения. Однако, для реализации количественных методов оценки рисков недобора урожая необходимо иметь перечень и количественные характеристики потенциальных источников вреда. В рассматриваемом случае источником вреда являются субъективные ошибки, возможные при принятии управленческих решений. Систематизированный учет таких ошибок в растениеводстве пока не налажен, поэтому на данном этапе исследований пришлось отказаться от использования количественных методов оценки рисков.

Нормативные методы идентификации риска базируются на сопоставлении реальных значений факторов риска с принятыми для них нормативами. Нормативы могут быть рассчитаны на основе экспериментальных данных или установлены количественными методами. Мы не обнаружили нормативов оценки рисков, пригодных для применения в исследуемой области.

Экспертные методы основаны на анализе заключений, мнений и оценок рискованных ситуаций экспертами. Экспертные методы применяются для идентификации риска. К экспертным методам отнесены: метод Делфи, метод сценариев, метод мозгового штурма [14].

Метод Делфи заключается в анализе ответов экспертов на вопросы заранее составленной анкеты о степени риска возникновения того или иного события. Вопросы составляют так, чтобы они сводились к числовой форме ответов. Заполнение анкет производится в несколько туров. Перед каждым туром эксперты обсуждают результаты предыдущего тура и вносят в анкеты корректировки, способствующие объективности оценки рисков. На основании обработки анкет по установленной методике рассчитывают степень риска.

Метод сценариев используют для прогнозирования появления риска путем разработки вариантов (сценариев) развития событий. Общее число сценариев не должно противоречить здравому смыслу, но их список должен быть исчерпывающим. Прогнозирование развития событий производится в рамках каждого варианта (сценария) с целью получения ответов на интересующие исследователя вопросы.

Метод мозгового штурма используют в поисках новых идей для развития производства. Реализация метода заключается в организации собрания экспертов и постановке перед ними задачи по решению проблемы. При выступлениях в собрании эксперты должны придерживаться определенных правил. Например, нельзя критиковать предложения экспертов, но можно развивать чужие идеи и высказывать свои. Ведется аудиозапись дискуссии, которая обрабатывается экспертами с выделением полезных идей. За 2 часа дискуссии обычно формируется до 100 идей, из которых выделятся 3--5 пригодных для извлечения полезного эффекта.

Для исследования процесса принятия решений по управлению агротехнологией как источника рисков мы применили экспертный метод Делфи. Была организована очно-заочная дискуссия специалистов с практическим опытом работы по управлению агротехнологиями. При исследовании специалисты идентифицировали и характеризовали влияние ошибок в управленческих решениях на недобор урожая и риск их возникновения. Как источник вреда здесь принимаем вредоносную ошибку, случайно появляющуюся в процессе выработки и принятия управленческих решений. Вероятность ее появления обуславливает возникновение риска недобора урожая.

Результаты исследования процесса принятия решений по управлению агротехнологией как источника риска. Для исследования принято следующее описание процесса управления. ЛПР управляет агротехнологией из 7 технологических процессов, составляющих производственный цикл длительностью календарный год. Процесс управления состоит из подготовки (расчета) управленческих решений и их выполнения в соответствии с временем года и фазами развития растений. Темы управленческих решений повторяются в каждом производственном цикле, т.е. ежегодно. Разрабатывая ежегодно проект агротехнологии, ЛПР полагает, что если решения, заложенные в проект, при реализации будут выполнены с разумной корректировкой в оптимальные агротехнические сроки с соблюдением показателей качества операций, то урожай будет близок к плановому, а риск недобора урожая исключается. Однако, если в решении ЛПР или при его выполнении случайно возникает ошибка, то неизбежно возникает риск недобора урожая. Попытки исправления ошибки возможны, они снижают степень риска, но не гарантируют его исключение. Влияние на урожай каждого события, в т.ч. и ошибки в управленческих решениях ЛПР или исполнителей оценивают при анализе деятельности отрасли растениеводства в конце производственного цикла.

Информация по оценке действий участников управления агротехнологией касается деятельности конкретных членов коллектива, поэтому исследование проведено на условиях анонимности экспертов. Для исследования процесса принятия решений как источника риска применен метод Делфи. Оценку источников риска эксперты выполнили с использованием матрицы рисков (табл. 1).

Таблица 1

Матрица рисков